PERHITUNGAN KARAKTERISTIK JARINGAN TEGANGAN MENENGAH BERBASIS WEB DENGAN PRESENTASI SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS

Transkripsi

1 PERHITUNGAN KARAKTERISTIK JARINGAN TEGANGAN MENENGAH BERBASIS WEB DENGAN PRESENTASI SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS Rumaisha Galuh Anindita 1), Dr. Ir. Hermawan, DEA 2) Maman Somantri, ST.,MT 2) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia rumaishagaluh@yahoo.com Abstrak Kebutuhan energi listrik semakin lama semakin meningkat seiring perkembangan sektor industri dan pemukiman warga, sehingga PT PLN memerlukan suatu alat bantu pendukung dalam mengelola informasi jaringan distribusi listrik secara geografis. PT PLN dan Jurusan Teknik Elektro Undip beberapa tahun yang lalu membuat sebuah kerjasama penelitian untuk penataan pelanggan dan jaringan PLN UPJ Semarang Selatan. Hasil pekerjaan penelitian itu baru dalam tahap sistem informasi manajemen aset yang berbasis sistem informasi geografis. Namun demikian, salah satu hal yang dibutuhkan untuk menganalisis karakteristik jaringan belum tercakup dalam hasil penelitian tersebut. Dengan menghitung karakteristik jaringan tegangan menengah dapat diperoleh nilai jatuh tegangan dan rugi daya sehingga mempermudah pengembangan beban. Hasil Sistem Informasi Geografis ini dapat digunakan dalam Local Area Network. Kata kunci : Karakteristik Jaringan Listrik, Sistem Informasi Geografis (SIG) Abstract Electrical energy needs increase rapidly along with the development of industrial and residential sectors, so that PLN requires a support tool in managing electricity geographic distribution networks. A few years ago, PT PLN and Electrical Engineering Departement of Diponegoro University made colaborative reserach to manage customer and network in area of PT PLN UPJ Semarang Selatan. The results of the research is an asset management information system based on geographic information systems. A need that is not covered in the result of the research but it is urgently needed, is a Geographic Information System which is demanded to analyse the characteristics of power grid. By calculating the medium voltage network characteristic it can be obtained the value of drop voltage and power losses that is useful for load development. The Geographic Information Systems can be used in a Local Area Network. Keywords: Electrical Network Characteristics, Geographic Information Systems (GIS) 1 Pendahuluan Sistem Informasi Geografis (SIG) adalah sistem basis data yang bersifat spasial. Dengan kemampuannya, SIG dapat membantu mempermudah proses pemilihan alternatif keputusan. Hal ini dimungkinkan karena SIG mempunyai kemampuan untuk memproses dan menganalisa data cepat. Disisi lain, semakin lama kebutuhan akan energi listrik semakin meningkat seiring adanya perkembangan di sektor industri dan pemukiman warga. PT PLN sebagai perusahaan penyedia energi listrik memerlukan alat bantu pendukung dalam mengolah informasi jaringan distribusi listrik secara geografis. Untuk mememuhi kebutuhan tersebut PT PLN dan Jurusan Teknik Elektro Undip beberapa tahun lalu membuat sebuah kerjasama penelitian untuk penataan pelanggan dan jaringan PLN UPJ Semarang dimana salah satunya adalah mengembangkan sebuah sistem informasi geografis yang bisa menjadi sistem informasi untuk pelanggan (Costumer Information System) di PT PLN. Hasil pekerjaan penelitian itu baru merupakan sebuah sistem informasi manajemen aset yang berbasis sistem informasi geografis. Tugas Akhir ini merupakan penggabungan antara software perhitungan yang hanya dapat menghitung karakteristik jaringan tetapi tidak dapat mengetahui letak atau lokasi beban dan SIG yang dapat menunjukkan lokasi beban tetapi tidak dapat menghitung. Jadi tugas akhir ini digunakan untuk menyederhanakan perhitungan karakteristik jaringan dan juga untuk menampilkan informasi dan lokasi beban. Sehingga pengguna dapat menggunakannya mudah. 2 Metode 2.1 Perancangan Database Database berfungsi untuk tempat penyimpanan data, dalam hal ini database digunakan untuk menyimpan karakteristik jaringan tegangan menengah. 1) Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP 2) Dosen Teknik Elektro UNDIP 1

2 Perancangan database untuk Sistem Informasi Geografis Karakteristik Jaringan Tegangan Menengah terdiri atas dua tabel yaitu tabel karakteristik jaringan tegangan menengah (gis) dan tabel user. Start Input data karakteristik jaringan Hitung data Gambar 8 Tampilan perancangan database 2.2 Diagram Alir Sistem Untuk memudahkan perancangan, diagram alir proses akan dibagi menjadi dua bagian yaitu diagram alir proses untuk program spasial dan diagram alir proses untuk program non spasial. Gambar berikut adalah diagram alir proses untuk program spasial. Peta Jaringan Semarang selatan (autocad) Konversi menjadi peta Input ke database Selesai Gambar 10 Diagram Alir Program Non Spasial Pada gambar di atas dapat dilihat bila data karakteristik di inputkan dan dihitung. Hasil perhitungan tersebut baru dimasukkan pada database. Lalu baru di tampilkan pada laporan jaringan. Sistem dibuat hanya melakukan perintah edit data dan menampilkan datadata hasil perhitungan tersebut. Diagram alir kerja sistem ditunjukkan pada gambar 11. Start Peta Titik Digitasi Input Username dan Password Peta Digitasl Jaringan Semarang Selatan Cek Username di tabel User Ditampilkan Username = Username? Tidak Gambar 9 Diagram alir proses program spasial Ya Data entri SIG membuat pemetaan spasial menggunakan ArcView. Data yang dibuat berupa garis, luasan, dan titik. Data yang telah dibuat diberi informasi spasial dan diolah dalam bentuk layer dan file map yang dihubungkan basisdata non spasial. Hasil dari data map, dibuat Sistem Informasi Geografis menggunakan Pmapper. Untuk diagram alir untuk program data non spasial. Cek Password Password = Password? Ya Tidak Tidak Valid Valid 1 2

3 1 Edit? Mengedit dan menghitung Input Database Menampilkan Laporan Selesai Ya Tidak yang harus dilakukan adalah menekan tombol perhitungan sehingga data yang di edit dapat dihitung dan diperbaharui. Kemudian baru ditampilkan pada laporan jaringan. Berikut ini bberapa penjelasan kode program $daya_va=($p_info['daya']*1000); $daya_pakai_va=$daya_va * 0.7; $daya_pakai_sudut=acos($cos_phi)*180/pi()*-1; Kode program di atas adalah untuk menghitung daya menggunakan rumus: S va = S kva x 1000 (1) S sudut = arc cos θ (2) S va = Daya dalam VA = Daya dalam kva S kva $z_ohm=$z*$p_info['panjang']; $z_sudut=$z_sudut_reff; $v_volt=$p_info['v_volt']; $v_sudut=0; Kode program di atas adalah untuk menghitung impedansi menggunakan rumus: Z ohm /km = r 2 + x 2 (3) Z ohm = Z ohm /km. p (4) Z sudut = arc tan x r Z ohm = Impedansi (Ω) Z ohm/km = Impedansi (Ω /km) p = Panjang jaringan (km) (5) Gambar 11 Diagram Alir Kerja Sistem Dari gambar 3.10 dapat dilihat apabila kita ingin mengedit data karakteristik jaringan, maka proses yang harus dilakukan pertama kali adalah proses login. Proses login dilakukan untuk masuk ke dalam sistem, setelah berhasil login baru kita dapat melakukan perintah edit. Setelah meng-dit data yang dilakukan kemudian dilakukan proses penghitungan. Setelah itu baru hasil perhitungan di inputkan ke database yang kemudian ditampilkan pada laporan jaringan. Selain ditampilkan pada laporan jaringan, hasil perhitungan data karakteristik tersebut juga disajikan pada peta. Yang ditampilkan pada peta meliputi data aset dan data perhitungan karakteristik jaringan. 3. Hasil dan Analisa 3.1 Implementasi Hitungan dalam Program Perhitungan Karakteristik Jaringan Tegangan Menengah menggunakan Sistem Informasi Geografis dilakukan malalui beberapa tahap, yaitu memasukkan dulu data-data karakteristik jaringan tegangan menengah kemudian baru menghitung karakteristik jaringan. Setelah proses perhitungan selesai baru dimasukkan pada database dan ditampilkan pada laporan jaringan. Untuk meng-edit data karakteristik jaringan dapat dilakukan menekan tombol edit pada kolom aksi yang terdapat pada laporan jaringan. Setelah meng-edit data yang ingin diganti baru, hal $p_depan=get_point_info(trim($rule_tegangan[0 ])); $p_belakang=get_point_info(trim($rule_teganga n[1])); $v_real=$p_depan['v_real']+$p_belakang['drop_ real']; $v_imajiner=$p_depan['v_imajiner']+$p_belakan g['drop_imajiner']; $v_volt=sqrt(pow($v_real,2)+pow($v_imajiner, 2)); $v_sudut=atan($v_imajiner/$v_real)*180/pi(); Kode program di atas adalah untuk menghitung tegangan menggunakan rumus: V sebelum = V sesuda h + Vd (6) V sebelum = Tegangan titik sebelumnya (Volt) V sesudah = Tegangan titik sesudahnya (Volt) Vd = Jatuh Tegangan (Volt) $i_ampere=$daya_pakai_va/sqrt(3)*$v_volt; $i_sudut=$daya_pakai_sudut-$v_sudut; Kode program di atas adalah untuk menghitung arus menggunakan rumus: S I = (7) I S V 3 x V = Arus (Ampere) = Daya (VA) = Tegangan (Volt) $drop_volt=$i_ampere * $z_ohm; $drop_sudut=$i_sudut + $z_sudut; $drop_real=$drop_ohm*cos($drop_sudut*pi()/180 ); $drop_imajiner=$drop_ohm*sin($drop_sudut*pi() /180); Kode program di atas adalah untuk menghitung jatuh tegangan menggunakan rumus: 3

4 Vd = I x Z (8) Vd = Jatuh tegangan (Volt) I = Arus (Ampere) Z = Impedansi (Ω) $rugi_daya=3 * pow($i_ampere, 2) * ($r*$row['panjang']); Kode program di atas adalah untuk menghitung rugi daya menggunakan rumus: P = 3x I 2 x R (9) P = Rugi daya (Watt) I = Arus (Ampere) R = Resistansi (Ω) Berikut gambar single line diagram jaringan tegangan menengah penyulang srondol5 yang dihitung. Gambar 14 Tampilan Beranda Dari gambar di atas dapat dilihat pada tampilan beranda terdapat menu-menu yang sudah tersedia dan dapat dipilih. Menu tersebut meliputi Home, Laporan Jaringan, Lihat Peta, Ganti Sandi, dan Logout. Tampilan beranda akan muncul apabila username dan password yang dimasukkan sudah benar Laporan Jaringan Aplikasi laporan jaringan digunakan untuk menampilkan data-data jaringan tegangan menengah yang telah diinputkan dan dihitung. Tampilan aplikasi laporan jaringan dapat dilihat pada gambar 15. Gambar 15 Tampilan Laporan Jaringan Gambar 12 Single Line Diagram Jaringan Tegangan Menengah Srondol Pengujian Masukkan Login Login dibutuhkan untuk mengakses sistem. Fungsi login adalah untuk melakukan proses autentifikasi apakah pengguna telah terdaftar dalam sistem. Autentifikasi sangat penting bagi sistem untuk menghindari terjadinya penyalahgunaan penggunaan sistem yang dilakukan oleh pengguna di luar sistem. Form login ditunjukkan pada gambar 13. Bila ada kesalahan atau ingin menggati data dapat mengubahnya menekan tombol edit yang ada pada kolom aksi di menu laporan jaringan. Kemudian menekan tombol menu perhitungan, setelah itu baru masuk lagi ke menu laporan jaringan. Secara otomatis data pada menu laporan jaringan sudah berubah Edit Tegangan Ujung (K20) Aplikasi ini digunakan untuk menentukan besarnya tegangan referensi di K20. Masukan tegangan dalam bentuk kv. Tampilan aplikasi laporan jaringan dapat dilihat pada gambar 16. Gambar 16 Tampilan Edit Tegangan Ujung (K20) Gambar 13 Formulir Login Pengguna diminta memasukkan Username dan Password pada form yang telah disediakan. Sistem mendeteksi masukkan dan melakukan autentifikasi basisdata. Bila masukkan salah maka akan kembali pada form login Home Apabila data masukkan Username dan Password benar maka menampilkan menu. Pada halaman Home berisi Laporan Jaringan, Ganti Sandi, Logout. Menu-menu tersebut digunakan untuk mengolah data Jaringan Tegangan Menengah. Tampilan beranda ditunjukkan pada gambar 14. Bila ingin mengganti nilai tegangan referensi di K20 dapat dilakukan menekan tombol tegangan yang diinginkan di K20 yang ada di menu utama. Setelah memperbarui nilai tegangan referensi di K20 baru kemudian menekan tombol Perhitungan pada menu untuk menghitung kembali data karakteristik jaringan Sistem Informasi Geografis Peta yang ditampilkan dalam Sistem Informasi Geografis yang dibuat merupakan peta jaringan tegangan menengah Semarang Selatan Srondol 5. Selain itu juga disertai peta administrasi Semarang dan peta jalan agar mempermudah dalam membaca informasi yang disampaikan. Tampilan Sistem Informasi Geografis yang dibuat dapat dilihat pada gambar 17. 4

5 Gambar 17 Tampilan Sistem Informasi Geografis Yang ditampilkan pada titik (point) GI adalah ID tegangan (volt), sudut tegangan, arus (ampere), sudut arus, rugi daya dalan persen. Sedangkan yang ditampilkan pada titik (point) beban dan titik (point) percangan meliputi ID, jenis penghantar, luas penampang konduktor (mm 2 ), panjang jaringan ke titik sebelumnya (km), daya, tegangan (arus), sudut tegangan, arus (ampere), sudut arus, jatuh tegangan (%). Sebelum data-data tersebut ditampilkan pada Sistem Informasi Geografis, data-data masukan dihitung terlebih dulu di baru ditampilkan pada Sistem Informasi Geografis. 3.3 Analisa Setelah data karakteristik jaringan dimasukkan ke database kemudian dihitung dan hasil perhitungan tersebut dimasukkan dan disimpan lagi ke database. Setelah itu baru ditampilkan pada laporan jaringan dan di peta. Hal tersebut ditunjukkan pada gambar 18. Gambar 18 Peta Jaringan Semarang Selatan dan Informasinya Dari perhitungan data karakteristik jaringan di dapat prosentase nilai jatuh tegangan dan rugi daya sebagai berikut Tabel 4.1 Hasil perhitungan Jatuh Tegangan ID Jatuh Tegangan (Volt) Sudut dalam % K20 0, ,06475 K19 0, ,06442 K18 0, ,06416 K17 Cabang 8 0, ,06406 K16 0, ,06320 K15 0, ,06309 K14 0, ,06294 K13 0, ,06288 K12 0, ,06306 Cabang 7 0, ,06282 K11 0, ,06158 Cabang6 5, ,06136 K10 0, ,06151 Cabang ,04233 K ,04527 K ,04330 K7 0, ,04255 Cabang 4 3, ,03919 K ,02898 Cabang ,02830 K K K K Cabang Cabang K ,00406 GI Dari tabel di atas di dapat dilihat bahwa nilai jatuh tegangan yang di dapat sudah sesuai contoh perhitungan pada sub bab 4.3. Pada tabel nilai prosentase jatuh tegangannya untuk titik terjauh (K20) sebesar 0,06477 %. Dari data di atas dapat dilihat bahwa nilai tersebut masih dibawah standard yakni untuk tegangan tidak lebih dari 5,5 %. Sehingga masih dapat dimungkinkan untuk pengembangan beban pada jaringan tersebut. [17] Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Rugi Daya ID Rugi Daya (Watt) dalam % K20-K K19-K17/Cabang K18-K17/Cabang K17 Cabang 8-K K16-K K15-Cabang K14-K K13-Cabang K12-Cabang Cabang 7-K K11-Cabang Cabang 6- Cabang K10-Cabang Cabang 5-Cabang K9-K K8-Cabang K7-Cabang Cabang 4-Cabang K6-Cabang Cabang 3-Cabang K5-Cabang K4-Cabang K3-K K2-Cabang Cabang 2-Cabang Cabang 1-K K1-GI GI Dari tabel di atas di dapat dilihat bahwa nilai rugi daya yang di dapat sudah sesuai contoh 5

6 perhitungan pada sub bab 4.3. Pada tabel di atas nilai total prosentase rugi daya/ susut energinya pada GI sebesar 0, %. Dari data di atas dapat dilihat bahwa nilai tersebut masih dibawah standard yakni untuk susut energi tidak lebih dari 3,77 %. Sehingga masih dapat dimungkinkan untuk pengembangan beban pada jaringan tersebut. [17] Apabila ada penambahan beban (pelanggan) maka dapat dilakukan melakukan simulasi pada program ini. Simulasi dilakukan cara mengganti atau merubah beban, contohnya bila menginginkan penambahan beban pada titik K1 yang awalnya 50 kva dirubah menjadi 150 kva, secara otomatis program akan menghitung dan mendapat nilai tegangan pada GI 20, Volt dan arusnya Ampere. Dengan prosentase jatuh tegangannya % dan susut energinya %. Bila penambahan beban pada titik K5 yang awalnya 25 kva dirubah menjadi 75 kva maka akan di dapat nilai tegangan pada GI 20, Volt dan arusnya Ampere. Dengan prosentase jatuh tegangannya % dan susut energinya %. Dan bila penambahan beban pada titik K20 yang awalnya 50 kva dirubah menjadi 100 kva maka adakan di dapat nilai tegangan pada GI 20, Volt dan arusnya Ampere. Dengan prosentase jatuh tegangannya % dan susut energinya %. Nilai-nilai tersebut masih memenuhi standar untuk penambahan beban. Untuk nilai tegangan dan arus GI Srondol 5 saat ini pada kenyataannya adalah tegangan 21,2kV, arus 70 Ampere untuk siang hari dan 140 Ampere untuk malam hari. Pada program perhitungan nilainya jauh dibawah nilai pada kenyaatannya karena data yang digunakan pada program perhitungan adalah data berdasarkan sistem informasi geografis proyek PDPJ Teknik Elektro Undip dan PLN. Dengan meng-edit tegangan pada titik ujung terjauh (K20), secara otomatis dapat menghitung data karakteristik di semua titik beban termasuk juga tegangan pada GI. Jadi apabila ingin mengatur tegangan GI sesuai yang diinginkan dapat dilakukan cara mengubah tegangan pada titik tejauh sehingga begitu dapat diperoleh tegangan GI yang diinginkan, contohnya apabila tegangan titik K20 diubah dari 20kV menjadi 19kV, maka secara otomatis akan didapatkan tegangan GI sebesar 19, Volt. Sehingga demikian dapat mempermudah pengguna mengetahui operasi jaringan. 4. Kesimpulan Dengan menggunakan Sistem Informasi Geografis (GIS) dapat menampilkan informasi data aset, hasil perhitungan karakteristik jaringan tegangan menengah serta mengetahui lokasi beban pada jaringan tegangan menengan Srondol 5. Berdasarkan perhitungan data karakteristik dapat dilihat bila masih dimungkinkan untuk dilakukan pengembangan beban. Apabila memasukkan tegangan yang diinginkan pada titik tejauh (K20) maka secara otomatis dapat mengitung tegangan pada GI sehingga lebih mudah untuk mengetahui operasi jaringan. Program ini masih dimungkinkan untuk perhitungan karakteristik jaringan dan menampilkan informasi lain, pengembangan jaringan memperhatikan letak trafo, pengembangan jaringan memperhatikan fasanya, serta dapat dikembangkan untuk perhitungan karakteristik jaringan menggunakan GI sebagai titik referensi. Referensi [1] Arismunandar. Dr. A, Dr. S. Kuwaha, Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik Julid II, PT Pradnya Paramita, Jakarta, [2] Asy ari, Hasim et al, Perbaikan Tegangan untuk Konsumen, Jurnal Teknik Elektro dan Komputer Emitor Vol 3, No.2. September 2003 [3] Cahyanto. Restu Dwi, Studi Perbaikan Kualitas Tegangan dan Rugi-rugi Daya pada Penyulang Pupur dan Bedak Menggunakan Bank Kapasitor, Trafo Pengubah Tap dan Penggantian Kabel Penyulang, Laporan Tugas Skripsi Teknik Elektro Universitas Indonesia, [4] Gonen Turan, Electric Power Distribution System Engineering, McGraw-Hill, United States of America, [5] Hutauruk. TS, Transmisi Daya Listrik, Erlangga, Jakarta, [6] Indelarko Hendi, Riyanto, Prilnali Eka Putra, Pengembangan Sistem Informasi Geografis Berbasis Desktop dan Web, Gava Media, Yogyakarta, [7] Lilik Jamilatul Awalin dan Bangun Muljo Sukojo, Pembuatan dan Analisis Sistem Informasi Geografis Distribusi Jaringan Listrik (Studi Kasus: Surabaya Industrial Estate Rungkut di Surabaya, Makara. Teknologi. Vol.7. No. 1. April [8] Madcoms, Membuat Aplikasi Database Karyawan Online Berbasis Web PHP dan MySQL. Andi Offset, Yogyakarta, [9] Madcoms, Menguasai XHTML, CSS, PHP, & MySQL melalui DREAMWEAVER, Andi Offset, Yogyakarta, [10] M. Iqbal Hasan, In: Uppal. Elecrical Power, 8 th Ed, Khanna Publishers, New Delhi, [11] Nuryadin, Ruslan.Ir, Panduan Menggunakan MapServer. Informatika, Bandung, [12] Pabla. AS, Ir. Abdul Hadi, Sistem Distribusi Daya Listrik, Erlangga, Jakarta, [13] Prahasta, Eddy, Membangun Aplikasi Web-based GIS MapServer, Informatika, Bandung, [14] Short, Tom, Electric Power Distribution Equipment and System, Taylor & Francis Group, New York, [15] Sulasno. Ir, Teknik dan Sistem Distribusi Tenaga Listrik, Badan Penerbit Universitas Diponegoro, Semarang, [16] Suswanto. Daman, "Klasifikasi Jaringan Distribusi." Web. 25 November [17] Tim Masterplan, Pembuatan Masterplan Sistem Distribusi 20kV APJ Tegal, Laporan Akhir, Universitas Diponegoro - PLN (Persero) Distribusi Jateng DIY,

7 Rumaisha Galuh Anindita (L2F606051) Saat ini sedang menyelesaikan studi di Universitas Diponegoro Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro, Konsentrasi Ketenagaan. Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Dr. Ir. Hermawan, DEA Maman Somantri, ST, MT NIP NIP